基于?效率目标的环冷机余热回收系统操作参数优化

针对烧结环冷机余热回收利用率不高的难题,采用?分析法建立了评价某钢铁厂烧结环冷机余热回收系统运行效率的?效率模型。基于多孔介质模型、局部非热平衡方程、真实气体SRK方程建立环冷机内气固两相换热模型。通过CFD仿真模拟,探究料层高度、循环风机输入烟气温度、烧结矿底部入口风速三项可控环冷机运行工艺参数对系统?效率的影响规律。结果表明,料层厚度在1～1.5 m区间每增加0.1 m,?效率增加0.8%～1.1%;循环风温在100～140℃之间每增加10℃,?效率增加1.4%～1.5%;烧结矿底部入口风速在0.9～1.9m/s之间每增加0.1m/s,?效率降低0.18%～0.24%。在此基础上,基于工业运行数据建立?效率正交试验优化模型,提高了该余热回收系统3.42%的?效率。     

基于环冷机冷却能耗最小目标的工艺参数优化

以冷却能耗理论为基础,对460m2环冷机进行周向分段,借助Fluent平台模拟环冷机内部烧结矿热交换过程,获取一个循环内烧结矿多点温度数据,将其与实测数据进行对比,验证了数学模型正确性.针对孔隙率、非余热回收区入口风速、余热回收区气体入口温度和烧结矿料层厚度等工艺参数,采用控制变量法进行单因素的仿真研究,将模拟结果用冷却能耗理论进行分析,得出各参数对环冷机冷却能耗的影响.运用正交实验法分析上述4个参数,得到了环冷机最优化参数设置.研究结果表明:在最优化参数组合下1t烧结矿温度从650℃降至70℃所需标况风量为1851.4m3,比实际工况时减少了27.6％.     

环冷机冷却过程仿真研究

将某新型高效烧结环冷机作为研究对象,以单元台车移动模拟环冷机烧结矿随台车的转动过程,选用气固两相流动热交换过程的局部非热平衡方程、真实气体的SRK方程、湍流方程等建立烧结矿冷却过程分析的仿真模型。探究孔隙率、冷却空气入口速度、料层高度、冷却空气入口温度等工艺参数对烧结矿冷却效果的影响以及影响大小,通过正交实验法,得到了以冷却效率为优化目标的最优工艺参数组合,为环冷机的运行提供指导。并通过试验,验证仿真结果的正确性。     

烧结矿冷却过程正交模拟优化试验研究

 烧结矿粒径、进口流量、料层高度、孔隙率和进口风温是影响烧结矿冷却过程中余热利用量的主要参数。通过对某钢铁厂360m2环冷机进行研究,针对烧结矿换热的特点建立了烧结矿换热过程求解的数学模型。以计算流体力学软件FLUENT6.3为平台,采用UDS和UDF构建多孔介质局部非热力学平衡的能量双方程模型,模拟烧结矿冷却过程;以提高环冷机的余热回收利用量为目标,通过正交试验的方法对影响烧结矿换热过程的5个参数进行了优化,得到了最佳运行参数组合。通过与现场测试的数据比较表明,计算结果与实际运行过程吻合较好。研究结果对烧结系统的余热利用提供了可靠的理论依据。     

360m~2烧结环冷机烟气循环利用工艺探究

烧结环冷机余热回收技术已进入实际应用的快速发展期。深入分析烧结余热技术现状及其存在的问题,以某钢厂1×360m2烧结环冷机烟气余热回收利用项目为例,通过采用余热锅炉合理布置、工艺流程优化和密封改造等措施,提高了余热回收效率和环冷风机利用效率,同时改善了作业环境,以期为烧结环冷机余热回收的设计及运行提供指导参考。     

环冷机温分式冷却工艺的仿真研究

以提高环冷机单位时间余热回收量为目标,对某钢铁企业420 m~2环冷机温分式冷却工艺和传统工艺下烧结矿冷却过程进行仿真实验研究。引入多孔介质模型和局部非热平衡双能量方程模型,建立环冷机烧结矿冷却过程的仿真模型。以fluent软件为计算平台,利用其UDF和UDS功能,对温分式冷却工艺和传统工艺的环冷机内烧结矿冷却过程进行仿真计算。仿真计算结果表明:温分式冷却工艺条件下,其单位时间余热回收量比传统工艺高79.9%,其余热利用区冷却废气的平均温度比传统工艺高230.8 K。     

烧结冷却机换热过程数值模拟与废气温度调控

基于FLUENT模拟软件,采用多孔介质模型对烧结矿冷却过程进行数值模拟,获得了烧结矿当量直径、床层空隙率等特性参数和料层厚度、给料温度、冷却介质流速、冷却介质温度等冷却工艺参数对废气温度的影响规律,分析了冷却工艺参数变化对余热锅炉入口废气温度和实际余热回收量的影响。结果表明:热源参数测试是烧结余热回收发电系统精确设计的前提,烧结主生产工艺稳定是烧结余热回收发电系统稳定、高效运行的基础,余热锅炉排烟废气循坏是调控余热锅炉入口废气温度和提高余热回收效率的重要技术手段。     

环冷机余热回收与利用系统的能量分析

 根据某钢厂的环冷机系统回收与利用烧结矿显热的工艺流程,绘制了能流图、火用流图,并建立相关能量评价指标,采用热平衡方法和火用分析方法对环冷机的余热回收利用状况进行研究,分析了余热资源在回收与利用过程中的热量损失、火用量损失、热效率与火用效率。结果表明：环冷机、余热锅炉2个环节的热效率分别为26.78%和45.60%,火用利用效率分别为22.88%和45.08%,环冷机是余热回收与利用的薄弱环节;目前影响余热回收与利用的主要因素是环冷机取热段的漏风问题、第三段冷却废气所携带的显热尚未被利用以及烧结矿层的气固换热过程。     

凌钢320 m2烧结环冷机余热回收节能分析

在钢铁企业烧结工序中,环冷机在冷却烧结矿的同时,也将会产生大量的高品位余热余能.凌钢将320m2烧结环冷机一段、二段高温废气余热回收,产生过热蒸汽和饱和蒸汽,用于蒸汽发电和蒸汽管网用汽,回收三段废气余热作为解冻库的热源,用于冬季对冻结物料的解冻.环冷机余热回收对凌钢具有显著的经济效益和环境效益.     

磁性密封在日钢415m~2烧结环冷机改造中的应用

为提高烧结机余热利用效率,解决烧结环冷机的漏风问题,日钢环冷机采用了磁性密封技术,环冷机漏风率降低22%以上,余热回收废气温度提高50℃左右,烧结矿冷却效果明显改善,发电效率提高17%以上,年创效益1830多万元,为工序能耗的降低提供了有力保障。     

邯钢烧结机冷却系统改造与余热发电效果提升

分析了邯钢炼铁厂435 m2烧结机余热发电存在的问题,指出环冷机漏风率高、余热回收率低是制约余热发电系统运行效果的关键因素。通过环冷机水密封改造、上罩全密闭改造、受料点直接取热、取热点前移、余热风量优化、密封材质改进等方法,余热发电率提高25%,环冷机漏风率由35%降至5%,年新增发电量1 440万kW·h,新增创效800余万元。结果表明,强化环冷机密封,优化风量配置是提高余热发电率的重要手段。     

烧结-冷却-余热回收系统热力学分析

采用热力学分析法剖析了烧结余热产生、转换与利用过程,绘制了烧结-冷却-余热回收系统的物流图和流图,建立了有关能量输出、转换与利用的评价指标,借此研究了国内某360m2烧结机的余热利用状况。结果表明:输出效率、转换效率、利用效率等指标可用来评价烧结余热回收等能量利用状况;烧结机、冷却机、余热锅炉、汽轮机发电4个环节的利用效率分别为0.30、0.52、0.71、0.39;目前烧结余热回收存在的主要问题是烧结烟气和冷却三段冷却废气所携带的显热尚未被利用;将烧结烟气和冷却三段废气余热用于点火煤气预热或锅炉给水预热,可使得烧结机和环冷机利用效率分别提高0.19和0.18。     

烧结余能利用的火用分析

根据某公司烧结机的现场调研测试数据,通过火用计算数学模型对烧结工序各个系统进行火用分析,得出:整个烧结工序不完全燃烧及化学反应等热力过程造成的火用损最大,占43.3%;回收的部分环冷机热废气火用量占6.8%,未回收的烧结排烟废气火用量占19.6%,其中化学火用占17.8%,远大于显热热量火用量;整个烧结系统火用效率较低,为26.23%,其中烧结机部分不可逆损失最大,火用效率只有34.37%。通过这些分析,为下一步烧结节能技术改造提出了建议。     

独立焦化干熄炉效率分析与改良措施

立足于独立焦化厂的干熄焦余热发电系统,为提高余热回收质量,采用热平衡分析法与火用平衡分析法对干熄炉系统的余热回收效率进行了计算与分析。干熄炉系统实际工况下的热效率与火用效率分别为79.59%和84.81%,低于设计工况的81.75%和89.06%。实际工况下干熄炉内部换热火用损失为9.88%,高于设计工况下的5.46%。分析表明焦炭烧损率是影响干熄炉系统火用效率的主要因素,干熄炉内部换热火用损失降低了干熄炉余热回收效率。优化循环气体的成分、含量和流速是提高干熄炉系统能量回收效率的主要措施。     

底卸式环冷机热机耦合变形有限元分析

炼铁过程中,烧结矿的冷却及余热回收工艺主要依靠环冷机实现。烧结矿初入环冷机时温度可达520℃,经环冷机回转1周冷却后,温度降低至120℃以下。明显的温度梯度导致环冷机的不均匀热变形,严重时会引起运行失稳、卡轨等问题。因此,对常见的底卸式环冷机作业过程中的温度场及热机耦合变形的分析具有重要的工程意义。首先采用流场分析软件,对环冷机内烧结矿的冷却过程进行分析,将烧结矿温度场施加于环冷机有限元模型中,计算环冷机整体结构的温度场和热机耦合变形。为了验证有限元分析结果,对现场运行的环冷机表面温度场进行了实时测量,测量结果表明有限元的温度场分析结果较为准确。数值仿真结果表明,底卸式环冷机的整体温度较高,隔温效果差。由于鼓风冷却作用,温度自上至下呈递减趋势,同一高度上的局部区域内温度变化不大。环冷机热机耦合变形明显,最大变形发生于高温区的内圈侧轨处,总位移达到91 mm,水平位移达22 mm。底卸式环冷机的工作温度高,热变形明显,需要进行进一步的优化改进,实施更新换代。     

底卸式环冷机热机耦合变形有限元分析

炼铁过程中,烧结矿的冷却及余热回收工艺主要依靠环冷机实现。烧结矿初入环冷机时温度可达520 ℃,经环冷机回转1周冷却后,温度降低至120 ℃以下。明显的温度梯度导致环冷机的不均匀热变形,严重时会引起运行失稳、卡轨等问题。因此,对常见的底卸式环冷机作业过程中的温度场及热机耦合变形的分析具有重要的工程意义。首先采用流场分析软件,对环冷机内烧结矿的冷却过程进行分析,将烧结矿温度场施加于环冷机有限元模型中,计算环冷机整体结构的温度场和热机耦合变形。为了验证有限元分析结果,对现场运行的环冷机表面温度场进行了实时测量,测量结果表明有限元的温度场分析结果较为准确。数值仿真结果表明,底卸式环冷机的整体温度较高,隔温效果差。由于鼓风冷却作用,温度自上至下呈递减趋势,同一高度上的局部区域内温度变化不大。环冷机热机耦合变形明显,最大变形发生于高温区的内圈侧轨处,总位移达到91 mm,水平位移达22 mm。底卸式环冷机的工作温度高,热变形明显,需要进行进一步的优化改进,实施更新换代。     

转底炉直接还原工艺综合数学模型

为发展和深入认识转底炉直接还原工艺技术,建立了转底炉综合数学模型,该模型由转底炉本体热化学平衡、转底炉区域热平衡计算模型、余热回收模型、生球干燥模型、炉膛温度校核与尾气露点校核模型和转底炉流程模型组成.采用综合模型计算了该工艺流程的基本工艺参数.计算结果表明:煤气热值、废气排放温度和余热回收利用方案对整体能量消耗有不同程度影响,煤气发热值每增加50kJ·m^-3,理论燃烧温度提高22~25℃,煤气用量减少41~47m³·t^-1;空气预热温度平均每增加100℃,理论燃烧温度提高35~40℃,煤气用量减少90~103m³·t^-1.此外,应用此模型还可以计算任何原料和燃料等条件下的直接还原工艺参数,研究不同余热回收方案条件下的各个工艺参数的变化规律.     

烧结工艺余热回收利用技术研究

烧结工艺生产过程生成大量的中低温余热资源。它们部分是烧结主抽废气,其风箱尾部平均温度可达到400℃;另一部分是环冷机或带冷机废气,其Ⅰ段、Ⅱ段平均温度可达到350℃和300℃。本文针对这部分余热资源的回收技术进行探讨,提出了回收利用这部分中低温余热资源的基本技术和工艺方案。